tashdidRLC

صفحه 1:
بسم الله الرحمن الرحيم تم سر گروه: نام اعضای گروه : شماره گروه : یخ انجام آزمایش : یخ تحویل آزمای: 

صفحه 2:
هف زمايش : بررسی جريان و ولتلا در مدارهاى ‎REC‏ و مطالعه يديه تشديد. وسيل ازمايش : ‎(AC) ee‏ مولتى مترء خازن» مقاومت؛ سلف؛ ‎IB‏ ثتراتور ‏نظريه أزمليش :. ‎(RLCcircuit) x84 RLC fou ‏مدار الكتريكى شامل يك مقاومت» يك سلف و يك خازن لست كه به صورت موازى يا سرى به هم متصل شدماد. 81.0[ متشكل. از مقاومت؛ سلف و خازن اسث كه نماد معمول براى مقاومت, سلف و خازن هستتد. مدار 181.0 همانتد مدار ‎“Jae Sp RL‏ نوسازساز است: تفاوتى كه حضور مقاومت مسازد ابن است كه دامنه نوسانفت مدار در لول زمان به تدريج كاهش بهدا مىكند گر أدكه أن را توسط بك منيع ثابت نكا ارم ‏بن مدار كاريردهلى زيادى دارد. مثلا در كيرنده هاى راديويى ى,تلويزيون و_مدارهلى تشديدكر به كار مى رود. همجتين از لين مداز مى توان به علوان فلت بالاكتر يا بتر بين كذر يا بتر ميان اكذر استفاده كرد. مدار آر آل سى نوعى مار درجه دوم است که ‏.براى تحليل أن بابد يك معادلهدبفرانسيل درجه دو را حل كرد. اين مدار را مى توان با توبواوزى هلى مختلفى بسث از جمله بن كه همه المان هادر أن سرى باشند يا همه المان ها موازى باشند كه إبن دو حالث از سائء ترين حالت هاست. در هريك از ابن هالا مى توان باسخ طبيعى يا باسخ بله مدار ‎ASSIS‏ ‎a‏ صورت سرى با منيع بسته شوند. براى تحليل مدار در ابن حالت مى توان از قانون ولاز كيرشيف استفاده کرد ‎Vit}= Vet Vet Ve ‎Ves Vir Verb‏ ه رب رز هی مت وس و خازن هدو []/]. ولت متغير منيع در حوزء زمان ات ‎ ‏كه با لستقاده از 130436101 هابى كه در مهندسى برق استفاده مى شود مى توان أن را به اين صورت تمايش داد 

صفحه 3:
ای ور مان ‎ae ae‏ تج در ابن رابطه فركتس نبريا ضريب تضعيف ناميده مى شود كه نشان مى دهد كه جه مدت يعد از اين كه منيع از مدار حذف شدء. بامخ كذرا در مدار موجود است. به فركقس تشديد زاويهى با فركانس تشديد راديائى مى كوي. إن دو مقدار براى مدار قر الس ‎ese oe‏ 1 مد ‎iD:‏ ۶۵ آمدار ‎Sa je a‏ که فرکاس آن به حدى مى رمد كه بديده تشديد در أن رع مى دهد و سوسبقاس أن صفر ‎PISA aa‏ .كه در أن مدار در حالت تشديد قرار مىكيرد راافركاس تشديد مى كويند. با تغيير فركاتس مدار؛ ‎yl ie‏ موكنة و تون نی تغيرات ادميلس نسيت به فركانس را رسم كرد. در حالت تشديد ادميآس ميم بودهو فار ‎OAD‏ امدارهاى تشديد را موقوان به دو دسته مدارهأى تشديد سرى و مدارهاى تشديد موازى تقضيم كرد. در مدار تشديد موازى ادميتاتس اتشديد مساوى مفدار حقيقى أن و مقاومتى خالص است و تركيب خازن و سلف در اين دسته آر مدارهاى تشديد منند يك مدار باز عمل مىكند تغييرات اندازهاميدائس با تغيير فركائس تيز در مدارها قابل توجه اسث» به طورى كه در فركانس تشديد به ميزان بيشينه خود. مى رسد. مفدار در حالت تخديد مقاومتى خالص اسث. از نگ يزيكى» در حالت تشديد تمام جريان منيع از مامت ها ور میک و جمع جريان هلى ملف و خازن مدار صغر اسث. ين در حالى اسث كه در مدارهاى تشديد موازى و در فركقس هاى باين» صده اجريان مدار از سلف و در فركانس هاى بالا عمده جريان از خازن مى كذرد. جالب توجه اسث كه در حالت تشديد اندازه جريان و ول هاى شاخه هايى از مدار مى توائ بسبار ييشتر از جريان و ولناز منيع باشده براى نمونه در بك مدار تشديد سرى با ورود وآتلا جند وآتىه ولتلا دو سر سلف يا خازن ممكن است دامنه أى در حدود جند صد ولت داشته باشتد !. .: ‏روش انجلم ازمايش‎ RLC ju (a خازن و مقاومت و سلف را به صورت سرى به يكديكر متصل كردم و همراء با أمبرمتر به منيع تغذيه وصل كرديم. 

صفحه 4:
‎SSO‏ ولت سنج به تزتيب اختلاف يتانسيل دو ‎le‏ خن امت ومع لا نژ گرم و هراب ‏جريانى كه از أمبرمتر خوانديب؛ يادداشت كرديم. ‏)هید ‎ee GSM Yash ek nn‏ توب از سین ناور ات رد به ای فرکتس های متفه جرین مار را ندازه كرتم در حاليكه ات كل مدار ثابت بود. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎idee ‎RLC ju (a a] GF | 113۱ (۵ 100 ۳۲0۳ [a0 x10 75.30 [2.80 [4-60 [1.30 pe ‏اب)‎ ‏سیل ژترتور 1 12-2 ‎Ha] 30 | 50 | 70 ] 100 ] 200 | 500 | 1000 | 1500 | 2000 3000‏ 01827] 01848] 01707 01633 01050[ 00527| 00309[ 00130 00130] 100078 1101 يرسك هاي تسقرر» ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‏هم مار 6 : ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 5:
- در بدری وهای مار 2:6 را رری کف ری رسم گرد به كك أن اختلاف فاز جزيان و وق )9( اغتلاف فا ولت سلف و جريان [جع) + مقاومت دروتى سلف [) و ضريب خود القيى سلف ( )را محاسيه كي 45 ٩, V=5.30v, Vq_=2.80 v, V-=4.60v, V,=1.300 ب" موی کت مرو 1 ‏جح‎ ‎1.88 10 9 5 21010 L=6.73x10°H 100 tan 45=. 

صفحه 6:
188 106730 210 0 10۳ 1101000101 SA ea NISSAN es ann ee و راب عبر لس إمتممم 1 ۱ ور كدو یس مهد سیر 1 و سم هم ‎I .‏ ‎Bad x6.73 x10 71.88 x10"‏ ‎i 89.97"‏ عم هه 50.07 330 سس میسن 700.57 ‎any‏ منضی جرین بر حسب فرکاس را رسمکرده .از قطه یی که در تمودار ا م شؤده فزكائن مدان در تشفيد زا يعست 

صفحه 7:
200 a10.0 «10.0 ‏مه‎ ‎20.0 100 200.0 6.0 را 4000 °qvooar 0082 0003 3007 000 5365 7 cyt افركاتس مدار در نقطه تشديد 5 6-3000 - بسامد تشديد را از فركاتس بدست أمده از نمودار بدسث أوريد و با يسام محاسيه شده از رابطه 1 1.02 مقايسه كتيد. ابا توجه به تموداز بالا دازيم اله ميم : |3000,0.01827] 8 72-3000 کل و یرود هو 00000 اباتوجه به رايطه 1 تين 1.0 داريم ‎L=2x10°H‏ C=2x10°F 5 ‏يل‎ ۳ y rad ‏کت زب وت 0و سدق دصر‎ درصد خطا دز ماه پساد {1.58 0-88 0 100-6 10۳ 

صفحه 8:
5-5 جزوه نستور كار أزمايشكاء فيزيك بايه © http:/fa.wikipedia.org/wiki/%D9%B5%DB%AF%DB%A7%DB%B1_%DB%AA ‏ال‎ ‎94D896B454D8%AF%4DB%48C%DB%AF http:/fa.wikipedia.org/wiki/%D9%B5%D8%AF%D8%A7%DE%B1_II 94D8%A2%DB8%B1%D8%A7%D9%B4%E2%B0%EC%DB%SBI%DB%EC 

بسم هللا الرحمن الرحیم نام سر گروه : نام اعضای گروه : شماره گروه : تاریخ انجام آزمایش : تاریخ تحویل آزمایش : هدف آزمایش : بررسی جریان و ولتاژ در مدارهای RLCو مطالعه پدیده تشدید وسایل آزمایش : منبع تغذیه ) ،( ACمولتی متر ،خازن ،مقاومت ،سلف ،سیگنال ژنراتور . نظریه آزمایش : مدار RLCبه انگلیسی( RLCcircuit ) : مدار الکتریکی شامل یک مقاومت ،یک سلف و یک خازن است که به صورت موازی یا سری به هم متصل شده‌اندRLC .متشکل از مقاومت ،سلف و خازن است که نماد معمول برای مقاومت ،سلف و خازن هستند .مدار RLCهمانند مدار RLیک مدار نوسان‌ساز است .تفاوتی‌ که حضور مقاومت می‌سازد این است که دامنه نوسانات مدار در طول زمان به تدریج کاهش پیدا می‌کند مگر آنکه آن را توسط یک منبع ثابت نگاه داریم. این مدار کاربردهای زیادی دارد .مثال در گیرنده های رادیویی و تلویزیون و مدارهای تشدیدگر به کار می رود .همچنین از این مدار می توان به عنوان فیلتر باالگذر یا فیلتر پایین گذر یا فیلتر میان نگذر استفاده کرد .مدار آر ال سی نوعی مدار درجه دوم است که برای تحلیل آن باید یک معادله دیفرانسیل درجه دو را حل کرد .این مدار را می توان با توپولوژی های مختلفی بست از جمله این که همه المان ها در آن سری باشند یا همه المان ها موازی باشند که این دو حالت از ساده ترین حالت هاست .در هریک از این حاالت می توان پاسخ طبیعی یا پاسخ پله مدار را تحلیل کرد. همه المان ها می توانند به صورت سری با منبع بسته شوند .برای تحلیل مدار در این حالت می توان از قانون ولتاژ کیرشهف استفاده کرد : ‏V ( t )= V R + V L + VC که V L ، V Rو V Cبه ترتیب ولتاژ های مقاومت و سلف و خازن هستند و ) V ( tولتاژ متغیر منبع در حوزه زمان است : ‏T =t ‏di 1 + ∫ i ( T ) dT ∞ dt C − ‏V ( t )=Ri ( t ) + L اگر نسبت به tمشتق گرفته و طرفین را بر Lتقسیم کنیم داریم : ‏d2 i ( t ) R di ( t ) 1 + + ‏i ( t )=0 ‏L dt LC ‏d t2 که با استفاده از notationهایی که در مهندسی برق استفاده می شود می توان آن را به این صورت نمایش داد : ) d2 i ( t ) di ( t 2 +2 α + ω0 i ( t )=0 2 ‏dt ‏dt در این رابطه فرکانس نپر یا ضریب تضعیف نامیده می شود که نشان می دهد که چه مدت بعد از این که منبع از مدار حذف شد، پاسخ گذرا در مدار موجود است .به فرکانس تشدید زاویه ای یا فرکانس تشدید رادیانی می گویند .این دو مقدار برای مدار آر ال سی سری عبارت است از : 1 ‏R =, α 2L √ LC = ω0 مدار تشدید مداری است که فرکانس آن به حدی می رسد که پدیده تشدید در آن رخ می دهد و سوسپتانس آن صفر می‌شود .فرکانسی که در آن مدار در حالت تشدید قرار می‌گیرد را فرکانس تشدید می گویند .با تغییر فرکانس مدار ،مقدار ادمیتانس تغییر می‌کند و می‌توان منحنی تغییرات ادمیتانس نسبت به فرکانس را رسم کرد .در حالت تشدید ادمیتانس مینیمم بوده و فاز آن صفر است. ادمیتانس مدارهای تشدید را می‌توان به دو دسته مدارهای تشدید سری و مدارهای تشدید موازی تقسیم کرد .در مدار تشدید موازی ِ تشدید مساوی مقدار حقیقی آن و مقاومتی خالص است و ترکیب خازن و سلف در این دسته از مدارهای تشدید مانند یک مدار باز عمل می‌کند .تغییرات اندازه امپدانس با تغییر فرکانس نیز در مدارها قابل توجه است ،به طوری که در فرکانس تشدید به میزان پیشینه خود می رسد .مقدار در حالت تشدید مقاومتی خالص است .از نگاه فیزیکی ،در حالت تشدید تمام جریان منبع از مقاومت‌ها عبور می‌کند و جمع جریان‌ های سلف و خازن مدار صفر است .این در حالی است که در مدارهای تشدید موازی و در فرکانس‌های پایین ،عمده جریان مدار از سلف و در فرکانس‌های باال عمده جریان از خازن می‌گذرد .جالب توجه است که در حالت تشدید اندازه جریان و ولتاژ های شاخه‌ هایی از مدار می‌تواند بسیار بیشتر از جریان و ولتاژ منبع باشد ،برای نمونه در یک مدار تشدید سری با ورودی ولتاژ چند ولتی ،ولتاژ دو سر سلف یا خازن ممکن است دامنه‌ای در حدود چند صد ولت داشته باشند ! روش انجام آزمایش : الف) مدار RLC .1 خازن و مقاومت و سلف را به صورت سری به یکدیگر متصل کرده و همراه با آمپرمتر به منبع تغذیه وصل کردیم. به کمک یک ولت سنج به ترتیب اختالف پتانسیل دو سر سلف ،خازن ،مقاومت و منبع ولتاژ را اندازه گرفتیم و همراه با .2 جریانی که از آمپرمتر خواندیم ،یادداشت کردیم. ب) تشدید .1 .2 همان مدار قسمت قبل را بستیم با این تفاوت که به جای منبع تغذیه متناوب ،از سیگنال ژنراتور استفاده کردیم. به ازای فرکانس های مختلف ،جریان مدار را اندازه گرفتیم در حالیکه ولتاژ کل مدار ثابت بود. جدول : الف) مدار : RLC ) V i ( v ) V R (v ) V C ( v ) V L( v ) I( A ) C(F ) R (Ω 100 2 × 10−63.80 × 10−3 5.30 2.80 4.60 1.30 ب) تشدید : سیگنال ژنراتور V i=2 v 3000 2000 1500 1000 500 200 100 70 50 30 ) f ( Hz ‏I ( A )0.000780.001300.001800.003090.005270.010900.016330.017970.018480.01827 پرسش های دستورکار : الف) مدار : RLC  نمودار برداری ولتاژهای مدار RLCرا روی کاغذ میلیمتری رسم کرده و به کمک آن اختالف فاز جریان و ولتاژ ) ، ( φاختالف فاز ولتاژ سلف و جریان ) ' ، ( φمقاومت درونی سلف ) ( rو ضریب خود القايی سلف ) ( Lرا محاسبه کنید. ‏φ =45 ° ,φ '=60 ° ‏V i=5.30 v , V R =2.80 v , V C =4.60 v , V L =1.30 v ‏rad , C =2 × 10−6 F , R =100 Ω ‏s ,φ =45 ° , ω=1.88 × 10 4 1 ‏Cω ‏Lω− =tan φ ‏R ?=L ‏L=6.73 × 10−3 H 1 4 2 × 10 × 1.88 × 10 100 −6 1.88 × 10 4 L − =tan 45 1 ‏Cω ?= , r ‏R+r ‏Lω− =tan φ 1 2 × 10 × 1.88 × 104 100+ r 4 1.88 × 10 × 6.73 × 10 − −3 −6 =tan 45 ‏r =0.07 Ω با استفاده از کمیت های محاسبه شده یا معلوم و با استفاده از روابط مربوط به سلف واقعی ،امپدانس مدار و اختالف فاز های φو' φرا بیابید. 2 1 =100.57 ‏Cω ) ‏φ =45 ° ( 1 ‏Cω ‏R+r ‏Lω− ‏I m Lω ‏V , Im = i , V i =5.30 v ‏Im r ‏Z ‏φ'=89.97 ° √ 2 ‏Z = ( R + r ) + Lω− =tan φ ='tan φ 5.30 × 6.73 × 10−3 × 1.88 × 10 4 100.57 ' = tan φ 5.30 × 0.07 100.57 ب) تشدید : منحنی جریان بر حسب فرکانس را رسم کرده و از نقطه مینیممی که در نمودار ظاهر می شود ،فرکانس مدار در تشدید را بدستآورید. 20.0 810.0 610.0 410.0 210.0 10.0 )A( Ι 800.0 600.0 400.0 200.0 0007 0006 0005 0004 0003 0002 0 0001 0 )zH( f فرکانس مدار در نقطه تشدید f =3000 Hzاست. بسامد تشدید را از فرکانس بدست آمده از نمودار بدست آورید و با بسامد محاسبه Kشده از رابطه LCω 2=1مقایسه کنید.با توجه به نمودار باال داریم : نقطه مینیمم ( 3000 , 0.01827 ) : ‏f =3000 Hz ‏rad ‏s ‏ω=2 πf =2 × 3.14 × 3000=1.88 × 104 با توجه به رابطه LCω 2=1داریم : ‏L=2 × 10−3 H ‏C =2 × 10−6 F ‏rad ‏s ‏ω=1.58 × 104 1 =2.5 × 108 ‏LC = ω2 ‏LCω 2=1 درصد خطا در محاسبه بسامد : × 100=18.99% ||1.58 × 10 4−1.88 × 10 4 4 1.58 × 10 : منابع 2 جزوه دستور کار آزمایشگاه فیزیک پایه.I http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AF%D8%A7%D8%B1_%D8%AA .II %D8%B4%D8%AF%DB%8C%D8%AF http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AF%D8%A7%D8%B1_ .III %D8%A2%D8%B1%D8%A7%D9%84%E2%80%8C%D8%B3%DB%8C